Sự khác biệt giữa Deuterium và Hydrogen

Deuterium vs Hydrogen

Các nguyên tử của cùng một nguyên tố có thể khác nhau. Những nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố được gọi là đồng vị. Chúng khác nhau bởi có số nơtron khác nhau. Vì số nơtron là khác nhau, số khối của chúng cũng khác nhau. Các nguyên tố có thể có một số đồng vị. Bản chất của mỗi đồng vị đóng góp vào bản chất của một nguyên tố. Deuterium là một đồng vị hydro và bài viết sau đây mô tả sự khác biệt của chúng.

Hydro

Hydrogen là nguyên tố đầu tiên và nhỏ nhất trong bảng tuần hoàn, được ký hiệu là H. Nó có một electron và một proton. Nó được phân loại theo nhóm 1 và giai đoạn 1 trong bảng tuần hoàn vì cấu hình electron của nó: 1s¹. Hydrogen có thể chiếm một electron để tạo thành ion tích điện âm hoặc có thể dễ dàng hiến tặng electron để tạo ra một proton tích điện dương hoặc chia sẻ electron để tạo liên kết cộng hóa trị. Do khả năng này, hydro có mặt trong một số lượng lớn các phân tử, và nó là một nguyên tố rất phong phú trong trái đất. Hydrogen có ba đồng vị có tên là protium-¹H (không có neutron), đơteri-²H (một neutron) và triti- ³H (hai nơtron). Protium là phổ biến nhất trong số ba có khoảng 99% tương đối phong phú. Hydrogen tồn tại dưới dạng phân tử diatomic (H₂) trong pha khí, và nó là một chất khí không màu, không mùi. Hơn nữa, hydro là một loại khí cực kỳ dễ cháy và nó cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt. Hydrogen, dưới nhiệt độ phòng bình thường, không phản ứng lắm. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, nó có thể phản ứng nhanh. H₂ ở trạng thái oxy hóa bằng không; do đó, nó có thể hoạt động như một chất khử, để khử oxit kim loại hoặc clorua và giải phóng kim loại. Hydrogen được sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa học như sản xuất amoniac trong quy trình Haber. Hydro lỏng được sử dụng làm nhiên liệu trong tên lửa và xe cộ.

Deuterium

Deuterium là một trong những đồng vị của hydro. Nó là một đồng vị ổn định với độ phong phú tự nhiên 0,015%. Có một proton và neutron trong hạt nhân của deuterium. Do đó, số khối của nó là hai, và số nguyên tử là một. Đây còn được gọi là hydro nặng. Deuterium được hiển thị như ²H. Nhưng thông thường nhất, nó được đại diện với D. Deuterium có thể tồn tại dưới dạng phân tử khí diatomic với công thức hóa học D₂. Tuy nhiên, khả năng tham gia hai nguyên tử D trong tự nhiên là thấp do sự phong phú của deuterium thấp hơn. Do đó, chủ yếu là deuterium được liên kết với một ¹Nguyên tử H tạo ra một chất khí gọi là HD (hydro deuteride). Hai nguyên tử đơteri có thể liên kết với oxy tạo thành chất tương tự nước D₂O, còn được gọi là nước nặng. Các phân tử với deuterium cho thấy các tính chất hóa học và vật lý khác với các chất tương tự hydro của chúng. Ví dụ, deuterium có thể thể hiện hiệu ứng đồng vị động học. Các hợp chất khử màu cho thấy sự khác biệt đặc trưng trong NMR, IR và quang phổ khối, do đó, có thể được xác định bằng các phương pháp đó. Deuterium có một spin của một. Vì vậy, trong NMR, khớp nối deuterium cho một bộ ba. Nó hấp thụ một tần số IR khác với hydro trong quang phổ hồng ngoại. Do chênh lệch khối lượng lớn, trong quang phổ khối, deuterium có thể được phân biệt với hydro.